活血化瘀法对糖尿病视网膜病变血-视网膜屏障的保护作用及应用研究进展※
2021-05-10胡卓瑜蒲玟伶刘志敏陈向东
胡卓瑜 王 萱 蒲玟伶 刘志敏 陈向东
(湖南中医药大学2018级硕士研究生,湖南 长沙 410208)
糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病的一种进行性无症状微血管并发症,可引发不可逆的视网膜损伤。随着全球糖尿病患病率的上升,到2045年,DR患病人数估计将从2017年的4.249亿增至6.28亿[1]。目前,美国眼科协会(AAO)指出DR治疗主要以激光光凝治疗、抗血管内皮生长因子(VEGF)药物治疗、激素和手术治疗为主。但这些治疗方法均会产生一定的不良反应,单独或联合应用治疗效果有限。因此,寻求最优化的治疗靶点和更为普及的治疗方案是我国眼科医师亟需解决的问题[2]。现代医学认为,DR发病主要是由于视网膜毛细血管内皮细胞对缺氧环境非常敏感,缺氧诱导VEGF高表达,使得血-视网膜屏障(BRB)通透性增加,由于视网膜所需氧气和营养比人体其他组织高,甚至超过大脑,一旦缺氧则促进新生血管生成。中医学对DR的病因诊断、治疗与现代医学不同,认为DR与“瘀血”有关,活血化瘀法应贯穿治疗始终。兹将活血化瘀法对DR中BRB的保护作用及应用研究进展综述如下。
1 “瘀血”与DR
糖尿病在中医学中的描述最早见于《内经》,属“消渴”范畴,虽古医籍无消渴目病的专著,但有医家早已察觉消渴可致目疾,曾提出“雀目”“内障”“目无见”等消渴目病的病名。消渴久病入目络,津血耗伤,目失所荣;或因长期伤气,导致气虚,无力推动血脉正常运行,因此玄府闭塞,视物不清,正如《证治要诀》所载“三消久之,精血既亏,或目无见”。消渴后期阴损及阳,导致阴阳两虚,引起血瘀,由于“目者血脉之宗也”,一旦血脉阻滞则目无所养,久而久之演变成目无所见。因此,应将活血化瘀法贯穿DR治疗始终。另外,研究表明DR患者大多有“高黏滞综合征”表现,若不合理使用活血化瘀法,会增加血液黏稠度,出现新生血管机会更大,导致血管破裂出血,最终影响视力[3]。
2 活血化瘀法对BRB的修复机制
BRB是位于血液与视网膜之间的结构,分为内外两部分。其中,血-视网膜内屏障(iBRB)由视网膜毛细血管内皮和内皮细胞紧密连接形成,而周细胞、星形胶质细胞、Müller细胞能维持iBRB的稳定性;视网膜色素上皮和上皮细胞的紧密连接形成血-视网膜外屏障(oBRB)。BRB结构和功能的稳定维持着视网膜内环境的动态平衡。而DR发生发展则是在高血糖、炎症因子等驱动因素的相互作用下,破坏BRB的物理屏障结构及营养视网膜的功能。中医学认为,瘀血阻滞目络是形成DR的主要原因,因此活血化瘀是治疗DR的关键。
2.1 改善血液流变学异常 在DR患者中,持续性高血糖会引起血液流变学紊乱,并经非酶糖基化多元通路引发过氧化反应,引起血管内皮功能紊乱和血管壁损伤,血管壁不规则扩张。患者血液黏稠度随病情发展而增高,红细胞大量聚集于局部,加剧了微循环障碍,视网膜血管携氧能力降低,视网膜血管代偿性膨大,血液灌注功能下降形成微血管瘤,当膨大到极限时,血管渗漏、小出血点及渗出依次发生,加速疾病恶化[4]。因此,改善患者血液流变学异常是DR的治疗靶点之一[5]。
符超君等[6]发现,双丹明目汤(药物组成:女贞子、墨旱莲、山茱萸、山药、茯苓、丹参、三七、泽泻、牡丹皮、菝葜、牛膝)高剂量组DR大鼠的全血黏度、血浆黏度、红细胞沉降率(ESR)、红细胞比容等指标水平均下降,大鼠血液流变学异常得到不同程度逆转,同时血糖、血脂指标不同程度改善。表明活血化瘀法可降低DR大鼠血液黏度,抑制红细胞聚集,其治疗作用可能通过改善大鼠血液流变异常状态实现。黄梦哲[7]运用活血化瘀通络法(药物组成:黄芪、当归、红花、生地黄、赤芍、桃仁、蒲黄、枸杞子、女贞子、水蛭)治疗DR,结果:血液流变学指标水平均降低,提示活血化瘀通络法可降低DR患者血液黏度,从而改善眼底微循环。
2.2 降低炎症因子表达 有研究表明,在后来发展为糖尿病的健康人群中可观察到血清炎症因子水平不同程度升高,可见低度全身性炎症是糖尿病发病机制中的关键机制[8]。白细胞附壁、滚动、激活、运转等均会造成炎症损伤,而黏附分子的存在是白细胞运转过程的必备条件。在糖尿病血清培养条件下,细胞表达细胞间黏附分子-1(ICAM-1)增多的原因与糖尿病代谢紊乱有关,血液中的炎症介质也是诱导ICAM-1表达的重要因子。
糖尿病并发症的重要发病机制包括炎性反应抑制β细胞分泌胰岛素,引起胰岛素抵抗(IR)[9]。肿瘤坏死因子α(TNF-α)是诱导微血管病变的重要炎症因子。TNF-α刺激血管外基质和血管平滑肌细胞的增殖,促进眼内新生血管形成和视网膜病变[10],且TNF-α与病情严重程度显著相关[11]。有研究表明,TNF-α升高能促进BRB分解[12],同时也为其与糖尿病黄斑水肿(DME)的联系提供了合理解释。TNF-α是白细胞介素6(IL-6)的触发因子,可诱导产生IL-6[13]。研究发现,PDR患者血清及玻璃体中IL-6浓度均升高[14-15],可能与内皮损伤和白细胞对视网膜内皮的黏附作用有关[16]。上述炎症因子在损伤BRB中发挥了重要作用。
周宇等[17]研究显示,益气活血利湿汤(药物组成:黄芪、丹参、桃仁、红花、当归、生地黄、赤芍、车前子、白术、茯苓、泽泻、薏苡仁、甘草)可降低DR大鼠的TNF-α、超敏C反应蛋白(hs-CRP)和IL-6水平,抑制新生血管形成,进而改善DR大鼠视网膜结构形态。邓翠等[18]发现应用当归补血汤加减治疗DR可降低TNF-α、ICAM-1、IL-6等炎症因子水平,有力佐证了炎性反应在DR发病中的作用。
2.3 保护内皮细胞 血管内皮功能损伤是糖尿病患者血管病变的首要因素,而内皮细胞是iBRB的重要组成部分。但视网膜微血管损伤时,一氧化氮(NO)成为舒张血管的重要物质。研究发现,新诊断的视网膜病变与NO下降有关,说明血管内皮功能损伤已存在于视网膜病变早期[19]。内皮素-1(ET-1)是血管内皮细胞产生的血管活性多肽,是目前发现的体内最强的缩血管物质[20]。在视网膜发生微循环障碍时内皮细胞可促进ET-1的合成和释放,是组织缺血、缺氧时释放的一种内源性致病因子,其含量增加提示血管内皮细胞受损[21]。位庚等[22]发现在高糖诱导的人视网膜微血管内皮型细胞(HRCECs)中ET-1含量明显升高,内皮型一氧化氮合酶(eNOS)蛋白表达下调,NO与ET-1之间的平衡状态紊乱导致内皮细胞损伤。用不同剂量的有活血化瘀作用的通心络干预后,ET-1含量明显降低,eNOS蛋白表达明显上调,提示活血化瘀法对损伤的内皮细胞具有保护作用。内皮细胞损伤后ET-1诱导VEGF大量表达[23],万晶等[24]发现丹芪化瘀方(药物组成:党参、黄芪、葛根、生地黄、玄参、麦冬、熟地黄、当归、丹参、桃仁、三七)联合视网膜光凝术治疗DR,可降低VEGF和ET-1水平,从而保护血管内皮,有助于提高患者视力水平。
2.5 保护视网膜色素上皮细胞 早期研究认为,DR的发生与iBRB受损有关,近年来oBRB损伤DR的发病机制也备受关注[31]。视网膜色素上皮细胞是oBRB的主要组成部分,它是一种多功能的细胞单层,能分泌多种细胞因子,当发生氧化损伤与代谢紊乱时会引起糖尿病视功能障碍[32]。南娜等[33]发现,银杏叶提取物能通过降低TNF-α、IL-1α的表达,抑制高糖诱导下的人视网膜色素上皮细胞的炎性反应,以保护视网膜色素上皮细胞,这可能与银杏叶提取物抑制核转录因子-κB(NF-κB)信号通路作用有关。
3 单味中药成分研究
3.1 川芎嗪 川芎嗪是川芎的有效成分,具有抑制环核苷酸磷酸二酯酶活性、提高血小板环腺苷酸含量、抑制血小板聚集、扩张血管等作用[34]。梅杰民[35]应用川芎嗪注射液治疗非增殖性糖尿病视网膜病变(NPDR),发现患者眼部动脉的血流速度、舒张末期血流速度、阻力指数等均较治疗前改善。汪怿等[36]发现川芎嗪可降低缺氧诱导因子(HIF-1)、VEGF的表达水平,治疗NPDR有显著疗效。由此可见,川芎嗪在改善视网膜循环、抗氧化应激、保护内皮细胞方面发挥着重要作用。
3.2 葛根素 葛根主要有效成分葛根素能保护大鼠胰岛细胞免受损伤,改善IR与脂肪代谢。张启明等[37]发现葛根素组DR大鼠核因子E2相关因子2(Nrf2)、IL-1β、TNF-α及丙二醛(MDA)的表达水平明显降低,超氧化物歧化酶(SOD)水平显著升高,认为葛根素具有抗炎、抗氧化、保护视网膜神经节细胞的作用。
3.3 藏红花素 藏红花素是从藏红花植物茎中提取的有效成分。有研究发现藏红花素可通过调控磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路,抑制糖尿病小胶质细胞的氧化应激和炎性反应,改善视网膜病变[38]。可见,藏红花素具有抗氧化、抗炎性反应作用。
3.4 红芪多糖 红芪多糖为红芪主要有效提取物,张花治等[39]发现红芪多糖可能通过降低糖尿病大鼠视网膜血管内皮生长因子(VEGF)、E26转录因子-1(Ets-1)的含量来阻止DR进程中新生血管生成与增殖,从而起到保护视网膜作用。
3.5 红花黄色素 红花黄色素是从红花花瓣中提取的天然黄色素,具有降低白细胞黏滞及抗血小板聚集的作用,可改善眼底微循环[40]。陈燕等[41]研究发现红花黄色素可能通过改善DR大鼠视网膜微循环而抑制丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)磷酸化及其下游Caspase-3的表达,抑制视网膜神经节细胞凋亡,降低VEGF表达水平,最终达到延缓DR进展的目的。可见,红花黄色素具有抑制视神经节细胞凋亡、保护内皮细胞的作用。
4 总结与展望
原发性高血压、高血脂、高血糖、肥胖是促使DR进展的危险因素,有效控制和预防这些危险因素可大大提高患者生活质量,减少对视力的损伤。目前,国际上治疗DR的主要方法有:①抗VEGF药。VEGF在DME发病机制中的作用得到了广泛认可,玻璃体内注射抗VEGF药物在提高视力、减轻黄斑水肿方面有效[42],但其安全性、经济性值得临床眼科医师深思。②激光光凝。视网膜激光光凝可延缓DR病情发展,但激光光凝可损伤中心视力,并且造成炎性反应等。③糖皮质激素。糖皮质激素具有抗炎、抗血管生成和稳定BRB的作用,但反复注射用药可造成高眼压、激素相关性青光眼、白内障等并发症。以上治疗方法虽然一定程度阻止了DR患者视力恶化,但并未从根本上阻止DR进展,并且由于每种治疗均有不可避免的副作用,反而促进了眼底新生血管的形成、渗漏,加大了病情控制的难度,而中医疗法治疗DR有多靶点、多途径的优势。
现代文献表明,应用活血化瘀法治疗DR可通过改善血液流变学改善眼底微循环,抑制炎性反应及保护内皮细胞、RCPs、视网膜色素上皮细胞等机制,保持BRB的完整性和稳定性,抑制眼底新生血管生成,保护视功能。但对活血化瘀法的研究也存在不足:活血化瘀方众多,如何选择疗效较优的治疗方案成为治疗DR的一个难题;现代医学研究中活血化瘀法对oBRB的探讨较少,希望在未来的实验及临床研究中深入挖掘其机制;活血化瘀法治疗中以中药汤剂与单味药提取物为主,缺少外治疗法,未能充分发挥中医治疗特色。以上不足需在今后研究中逐步解决,临床应用活血化瘀法时还应具备现代医学科学性,为DR的研究提供成本低、范围广、安全有效的治疗选择。